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河南華東起重機械設備公司
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英威騰CHF100A變頻器在建筑升降機行業(yè)運用
時(shí)間:2022-03-06來(lái)源:起重機廠(chǎng)家瀏覽次數:186
摘要:相比傳統控制方式,采用變頻器控制方式的建筑升降機,不僅能避免電機在啟動(dòng)和停止瞬間因輸出力矩不夠而產(chǎn)生的“溜鉤”現象,而且大大減小了機械系統之間的沖擊,同時(shí)也提高了運行過(guò)程中的平穩性和工作效率。本文以某公司采用英威騰CHF100A變頻器控制的建筑升降機為例,詳細分析了該建筑升降機的控制原理與電氣系統。
關(guān)鍵詞:建筑升降機變頻器沖擊平穩性效率
1、引言
隨著(zhù)我國城市化進(jìn)程的加快,建筑機械行業(yè)也迎來(lái)了其發(fā)展的黃金期。建筑提升機作為建筑施工必不可少的機械設備,產(chǎn)能逐年遞增。
普通升降機的上升、下降、停機功能都是通過(guò)接觸器-繼電器控制來(lái)實(shí)現,而且速度不易控制、起停機瞬間沖擊大,對機械結構和機構的損壞較嚴重;運行速度不可調,影響施工企業(yè)效益,停車(chē)穩定性差。
采用變頻控制,可實(shí)現施工升降機的啟動(dòng)加減速、制動(dòng)過(guò)程的無(wú)級調速,減小了起停機時(shí)電機對機械系統的沖擊,提高了施工升降機運行過(guò)程中的平穩性和舒適感,延長(cháng)了施工升降機的使用壽命,極大地提高了工作效率。
本文以某公司采用英威騰CHF100A變頻器控制的建筑升降機為例,詳細分析了該建筑升降機的控制原理與電氣系統。
2、升降機參數與電氣系統
升降機結構簡(jiǎn)圖如圖1所示,最大起升重量為3.5T,其中最大載重量2T,自重1.5T,最高升降速度為35m/MIN,最大加速度為0.3G。
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升降機電氣系統主要由主電路和控制電路組成,主電路電氣原理圖如圖2所示,控制電路電氣原理圖如圖3所示,抱閘控制電氣原理如圖4所示。
電氣傳動(dòng)部分由三臺異步電機組成,三臺電機由一臺CHF100A變頻器控制,其中每臺電機額定功率為11KW,額定頻率為50HZ,額定轉速為1390R/MIN,額定電流為24A,變頻器額定輸出功率為45KW,制動(dòng)電阻阻值為4歐姆、功率為30KW。
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圖2:升降機主電路
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圖3:控制電路
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圖4:抱閘制動(dòng)電路
為提高起停時(shí)電機輸出的扭矩,變頻器采用開(kāi)環(huán)矢量控制模式,并配置制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻。變頻器采用端子控制方式,通過(guò)帶有上升、停機、下降功能的手柄控制變頻器上升、停機、下降輸入信號。變頻器有兩路輸出繼電器RO1、RO2,其中RO1設置為故障輸出功能,RO2設置為變頻器輸出頻率檢測功能以控制電機制動(dòng)器的抱閘接觸器。
當主電路空氣開(kāi)關(guān)閉合時(shí),在電路無(wú)故障情況下KM1吸合,主電路上電;在空氣開(kāi)關(guān)QF3和QF4閉合的情況下,控制電路上電;中間繼電器KA1的狀態(tài)由變頻器輸出繼電器RO1控制,RO1A與RO1B之間為常閉觸點(diǎn),只有在變頻器通電且發(fā)生故障的情況下RO1A與RO1B之間才斷開(kāi);控制電路上電時(shí),KA1吸合,如果變頻器啟動(dòng)按鈕觸發(fā),則KM2吸合且自鎖,變頻器輸入電源由交流接觸器KM2控制;變頻器設置成端子控制方式,上升與下將命令由繼電器KD與KH控制,且KD與KH在電氣接線(xiàn)圖上形成互鎖,如此設計主要是考慮方便操作;在升降機工作中變頻器出現故障時(shí),RO1A與RO1B之間斷開(kāi),KA1斷開(kāi),從而KM1斷開(kāi),變頻器輸入電路斷開(kāi),RO1A與RO1B之間重新閉合,如操作者再按下變頻器啟動(dòng)按鈕ST1,則KM1重新吸合,變頻器重新上電,可查閱變頻器上一次故障及時(shí)排除故障,在故障沒(méi)有排除的情況下,即使重新觸發(fā)變頻器啟動(dòng)按鈕ST1,啟動(dòng)上升或下降開(kāi)關(guān),升降機也無(wú)法上升或下降。這樣,通過(guò)變頻器輸出繼電器與外圍電氣設計,使系統強制性的在安全范圍內工作,控制流程如圖5所示
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圖5:控制流程
抱閘控制繼電器KB通過(guò)變頻器輸出繼電器RO2控制,RO2A與RO2C之間為常開(kāi)觸點(diǎn)。變頻器啟動(dòng)且變頻器上升或下降端子接通時(shí),變頻器直接以0.3HZ頻率啟動(dòng),且持續保持0.3S,0.3S后變頻器輸出頻率以設定的加速度上升,當變頻器輸出頻率達到0.31HZ時(shí),RO2A與RO2C之間接通,抱閘控制繼電器KB吸合,電機制動(dòng)器松閘,電機處于可運行狀態(tài),如此設置目的是使升降機在上升或下降啟動(dòng)時(shí)電機輸出足夠的扭矩防止“溜鉤“,同時(shí)也防止在上升啟動(dòng)時(shí)電機沖擊機械系統而產(chǎn)生振動(dòng)甚至損壞整個(gè)機械系統。
當變頻器控制升降機在上升過(guò)程中減速時(shí),變頻器處于第二象限工作狀態(tài),當變頻器輸出頻率低于或等于0.31HZ時(shí),RO2A與RO2C之間斷開(kāi),抱閘控制繼電器KB斷開(kāi),電機制動(dòng)器立即抱閘。為保證抱閘穩定,變頻器輸出頻率繼續按設定的減速度下降,當輸出頻率為0.3HZ時(shí),變頻器輸出直流制動(dòng)電流,使電機提供100%的制動(dòng)扭矩,且持續時(shí)間為1S,如此設置目的是為保證電機在低速至停機過(guò)程中具有足夠的扭矩防止“溜鉤“,同時(shí)也使升降機在上升過(guò)程中停機時(shí)不產(chǎn)生抖動(dòng),且能實(shí)現準確的定位。
當變頻器控制升降機在下降過(guò)程中減速時(shí),變頻器處于第四象限工作狀態(tài),當變頻器輸出頻率低于或等于0.31HZ時(shí),RO2A與RO2C之間斷開(kāi),抱閘控制繼電器KB斷開(kāi),電機制動(dòng)器立即抱閘,為保證抱閘穩定,變頻器輸出頻率繼續按設定的減速值下降,當輸出頻率為0.3HZ時(shí),變頻器輸出直流制動(dòng)電流,使電機提供100%的制動(dòng)扭矩,且持續時(shí)間為1S,如此設置目的是為保證升降機下降過(guò)程中電機在低速至停機過(guò)程中具有足夠的扭矩防止“溜鉤”,同時(shí)也使升降在下降過(guò)程中停機時(shí)不產(chǎn)生抖動(dòng),且能實(shí)現準確的定位。
當運行過(guò)程中變頻器出現故障,如變頻器過(guò)流、電機過(guò)載等故障時(shí),由控制電路將變頻器輸入電路立即切斷,RO2A與RO2C之間斷開(kāi),抱閘控制繼電器KB斷開(kāi),電機制動(dòng)器立即抱閘,整個(gè)系統處于安全狀態(tài),如此在整個(gè)系統處于非運行狀態(tài)時(shí),電機制動(dòng)器均處于抱閘狀態(tài),保證了整個(gè)系統的高度安全;電機制動(dòng)器抱閘與松閘控制流程如圖6所示。
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圖6:抱閘與松閘
3、變頻器設定參數值
根據升降機電氣系統原理圖,為達到用戶(hù)的滿(mǎn)意程度,設定變頻器參數如下表所示:
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4、系統調試
在確保主電路及控制電路接線(xiàn)正確的情況,系統開(kāi)始上電調試。按照建筑提升機行業(yè)的實(shí)驗規則,將調試分為空載調試、1/2額定負載調試、額定負載調試及125%額定負載調試幾個(gè)階段。
考慮到低頻轉矩問(wèn)題,變頻器采取開(kāi)環(huán)矢量控制模式,故調試前需對電機參數進(jìn)行自學(xué)習。參數自學(xué)習有靜態(tài)與動(dòng)態(tài)兩種。在負載及減速機無(wú)法脫開(kāi)的情況下,需進(jìn)行靜態(tài)參數自學(xué)習。鑒于該行業(yè)的機械特征,通常采取靜態(tài)參數自學(xué)習。自學(xué)習前必須正確輸入電機的銘牌參數(P2.01-P2.05),自學(xué)習后可檢測出電機的定子電阻、轉子電阻以及電機的漏感。電機的互感和空載電流調節規律如下:
互感調節規律:1/2額定頻率運行時(shí),變頻器輸出電壓需為190V左右,若偏低則適度提高互感值,反之亦反。額定頻率運行時(shí),變頻器輸出電壓需為380V左右,若偏低則適度提高互感值,反之亦反。
空載電流調節規律:空載電流一般為電機額定電流的1/3,小電機的空載電流占額定電流的比例會(huì )高一些,有的會(huì )達到50%~60%。
經(jīng)現場(chǎng)調試驗證,該升降機在運行過(guò)程中,電機的松抱閘邏輯健全,沒(méi)有發(fā)生溜鉤現象,起停時(shí)無(wú)明顯的沖擊,在性能上完全達到用戶(hù)要求。
5、結束語(yǔ)
采用英威騰CHF100A變頻器,不僅使建筑升降機整個(gè)電氣系統的設計簡(jiǎn)單、可靠,整個(gè)系統始終處于安全運行狀態(tài),而且可以通過(guò)變頻器故障查詢(xún)功能迅速排除系統故障;在起停過(guò)程中,幾乎感覺(jué)不到機械系統之間的沖擊,大大提高了升降機運行過(guò)程中的平穩性和舒適感,同時(shí)也極大地提高了工作效率。
作者簡(jiǎn)介:
唐匯敦英威騰電氣股份有限公司技術(shù)支持工程師
胡磊英威騰電氣股份有限公司技術(shù)支持工程師
參考文件:
1.《英威騰變頻器CHF100A產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)》
2.《實(shí)用起重機電氣技術(shù)手冊》(end)
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